银电解过程中杂质的影响及其控制

时间：2024-05-20

阎志方（山东黄金矿业（玲珑）有限公司,山东烟台 265419）

银电解过程中杂质的影响及其控制

阎志方
（山东黄金矿业（玲珑）有限公司,山东烟台 265419）

选冶厂炼金室采用转炉熔炼、银电解工艺。锌粉置换后的金泥，经烘干后进行转炉熔炼，出炉后的合质金经配银铸成阳极板，进行电解得到银粉和金粉，铸锭后，金锭送精炼厂精炼。炼金室采用的银电解工艺是用金银合质金作阳极外套隔膜袋，铝板作阴极,硝酸银溶液为电解液。通入直流电进行电解时，银及其他电化顺序较负的金属溶解，金具有较大的正电性不溶解落入阳极袋。银在阴极上析出，呈树枝状态。电解过程中阴极上的银会落在槽底。电解过程结束时，取出阴极与阳极，从槽底捞出银粉。用热蒸馏水洗涤捞出的金粉和银粉，再干燥、熔炼得到金锭和银锭。现就电解过程中杂质的影响及控制进行讨论分析。

银电解；杂质；控制

1 银电解过程中杂质的影响

银电解过程中阳极板中的金属杂质是影响产品质量的主要因素。银电解精炼基于阳极板中杂质金属电极电位及化学性质的不同，银优先于比银电极电位负的金属首先在阴极上析出，而比银电极电位正的金不溶解于硝酸落入阳极袋中。在正常电解中，阳极上各金属杂质的行为与其电极电位、在电解液中浓度及是否会水解有关（图1）。

图1 25。C时主要金属的氧化还原电位

银电解的电化学系统：

阳极反应：

银电解过程中，在直流电的作用下，银和铜等金属在阳极不断溶解，除部分水解沉积于阳极袋外，另一部分进入电解液。阳极每溶解一部分银和贱金属，阴极上都有相应的银析出，所以贱金属的溶解会造成电解液的贫化。根据能斯特公式：

对于某一特定的贱金属来说，从能斯特公式计算可知，在杂质不断溶解进入电解液，银离子浓度不断贫化的时候，杂质在阳极上析出的可能性很小，但是由于浓差极化，温度等因素的影响，使得杂质在阴极上析出的可能性大大增加。

锌、铁在阳极板中含量极低，且比银电极电位负，对电解过程影响不大。在电解过程中，它们以硝酸盐的形态进入电解液中，并逐渐积累使电解液遭受污染且消耗硝酸。铅电极电位比银负，电解时铅部分被氧化成+2价，以Pb(NO3)2形式进入溶液，部分被氧化成+4价，以PbO2形式进入阳极泥，少数PbO2粘附于阳极板表面，较难脱落，当积累较多时会影响阳极的溶解。溶液中铅在酸不足的情况下易水解生成Pb(OH)2沉淀进入银粉中。电极电位与银接近的铜、铋对电解危害最大。铋的电极电位比银负，因此铋将会从阳极上溶解，进入电解液中。随着阳极的不断溶解，铋的浓度不断增高。在电解过程中，一部分生成碱式盐Bi(OH)2NO3进入阳极泥中，另一部分生成Bi(NO3)3进入电解液中，在电解液中积累到一定量后，便在阴极上析出，使银粉质量变差。当在低酸条件下电解时，电解液中的Bi(NO3)3水解生成BiONO3沉淀，影响银粉的质量。铜在电解时以Cu(NO3)2形式进入电解液，使电解液颜色变蓝，铜电极电位比银低一半以上，随着电解液中Cu2＋的富集，会出现浓差极化，铜将在阴极上析出。铜在阳极氧化时可能产生Cu＋，Cu＋歧化产生铜粉，会污染阳极泥，影响金粉的质量。

2 银电解过程中杂质的控制

为了确保出售金和出售银品位，在实际操作中，实际结合理论，采取了以下措施，将杂质金属的影响降到最低。

（1）控制好阳极板中的杂质含量。加强转炉氧化除杂，适当延长氧化时间，氧化过程中勤加硝酸钾，加强氧化效果,尽可能多的除去铜、铅、锌、铁等杂质，提高金、银比例；（2）铸好的阳极板要求平整，光滑，无飞边毛刺，无裂纹，不夹带渣子；（3）电解液造液配比。Ag:AgNO3:H2O＝1:1:0.7，电解液中保持8-10gL－游离酸，不仅可以提高电解液的导电性，又能防止铋、铅等水解。实验表明在ρHNO3高于8gL－时，铋以Bi(NO3)3形式进入电解液中，酸的存在同时抑制了杂质金属离子水解反应的进行。但酸度不宜过高，否则游离硝酸能使析出的银粉和阳极板返溶，产生氮氧化物污染工作场所；（4）保证电解液的循环、补充。电解过程中锌、铁、铜、铋以硝酸盐进入电解液后，会造成电解液银离子浓度的下降，杂质离子浓度升高富集，出现浓差极化现象。电解液的及时循环、补充可以促使电解液均匀，避免溶液中银离子浓度下降，及时补充新鲜电解液保持了槽中电解液酸度，避免铋、铅等金属杂质的水解。通过电解液的循环，调整了电解液的温度；（5）电解过程中工艺参数的控制。控制阴极电流密度为350-460A/m2，过高的电流密度会造成杂质金属在阴极析出，电解液温度过高。电解中控制电解液温度45～65ºC，温度过高，造成硝酸挥发加快，导致电解液中硝酸浓度降低，引起铋、铅水解；（6）加强管理，严格执行各项操作规程。进行电解液循环时，控制好循环速度，防止电解液漫袋夹带银粉进入阳极袋。电解过程中极板撤换时，要避免电解液夹带银粉进入阳极袋。捞取槽底的银粉时，也要防止银粉落入阳极袋；（7）金粉、银粉的洗涤。金银粉中夹带一定的电解液，用热的蒸馏水多次洗涤除去电解液中的杂质金属。